Какие требования у первых трёх нормальных форм?

Нормализация базы данных — это процесс организации данных для уменьшения избыточности и улучшения целостности. Он разбивается на несколько нормальных форм, каждая из которых добавляет новые ограничения.

Первая нормальная форма (1НФ)

Таблица находится в 1НФ, если выполняются следующие условия:

• Все значения в каждом столбце атомарны (неделимы). Не допускаются множественные значения в одной ячейке.
• В таблице нет повторяющихся групп столбцов.
• Каждая запись уникально идентифицируется (обычно с помощью первичного ключа).

Пример нарушения 1НФ: столбец "Телефоны" со значением "+7-999-123-45-67, +7-999-987-65-43". Для соответствия 1НФ нужно либо создать отдельные строки для каждого телефона, либо вынести телефоны в отдельную таблицу.

Вторая нормальная форма (2НФ)

Таблица находится во 2НФ, если:

• Она уже находится в 1НФ.
• Каждый неключевой атрибут (столбец, не входящий в первичный ключ) полностью функционально зависит от всего первичного ключа, а не от его части.

Это требование актуально для таблиц с составным первичным ключом. Если неключевой атрибут зависит только от части ключа, его следует вынести в отдельную таблицу.

-- Пример нарушения 2НФ:
-- Таблица Заказы (OrderID, ProductID, ProductName, Quantity)
-- Первичный ключ: (OrderID, ProductID)
-- ProductName зависит только от ProductID, а не от всего ключа.
-- Решение: вынести ProductName в таблицу Товары (ProductID, ProductName).

Третья нормальная форма (3НФ)

Таблица находится в 3НФ, если:

• Она уже находится во 2НФ.
• В ней отсутствуют транзитивные зависимости: ни один неключевой атрибут не зависит функционально от другого неключевого атрибута. Все неключевые атрибуты должны зависеть только от первичного ключа.

Если такой зависимости нет, атрибут, который зависит от другого неключевого атрибута, следует вынести в отдельную таблицу.

-- Пример нарушения 3НФ:
-- Таблица Сотрудники (EmployeeID, Name, DepartmentID, DepartmentLocation)
-- Первичный ключ: EmployeeID
-- DepartmentLocation зависит от DepartmentID, а не напрямую от EmployeeID.
-- Решение: вынести DepartmentID и DepartmentLocation в таблицу Отделы.

Следование первым трём нормальным формам позволяет создать логичную, непротиворечивую структуру базы данных, которая легко поддерживается и масштабируется. Однако в реальных проектах иногда сознательно отходят от нормализации для повышения производительности (денормализация), особенно в системах, ориентированных на чтение.

Итог: Требования первых трёх нормальных форм применяются для проектирования реляционных баз данных, чтобы устранить дублирование данных и предотвратить аномалии обновления. Их стоит соблюдать на этапе проектирования большинства OLTP-систем, где важна целостность данных.